1.一种热化学非平衡多级气体模型自适应方法,其特征在于基于高温气体热力学模态激发、离解/电离等热化学非平衡特征,从物理机制出发采用由简单到复杂的分段渐次逼近模拟策略,依据压力、离解度、温度和电离度等判据自动完成计算气体模型的演变和逐级流动模拟,实现高超声速热化学非平衡流动的自适应模拟过程,包括以下步骤:S1:在高超声速流动模拟过程中,忽略热化学非平衡效应,数值求解基于完全气体的流动控制方程组,直至流场特征区域压强变化相对量的最大值小于阈值 时,基础流场稳定,所述 ;S2:在S1的基础上,采用单温度化学非平衡气体模型模拟高温气体离解、复合和置换反应机制,数值求解热力学平衡-化学非平衡的流动控制方程组,直至流场特征区域主要离解组分质量分数变化相对量的最大值小于阈值 时,流场主要化学反应过程模拟稳定,所述 ;S3:在S2的基础上,采用两温度热化学非平衡气体模型模拟高温气体热力学振动激发与松弛机制,数值求解振动非平衡-化学非平衡的流动控制方程组,直至流场特征区域振动温度变化相对量的最大值小于阈值 时,流场热力学平转动能-振动能松弛过程模拟稳定,所述 ;S4:在S3的基础上,采用三温度热化学非平衡气体模型模拟高温气体电离反应机制和重粒子热力学电子束缚能激发效应,数值求解三温度热力学非平衡-化学非平衡的流动控制方程组,直至特征区域电离度变化相对量的最大值小于阈值 时,流场主要电离过程模拟稳定,所述 ;S5:在S4的基础上,采用多温度能级激发、多种电离成分的热化学非平衡气体模型模拟热力学多能级/多能态激发效应和重粒子多级电离反应机制,数值求解多能级温度热力学非平衡-多电离成分化学非平衡的流动控制方程组,直至流场残差变化相对量的最大值小于阈值 时,满足计算收敛所需精度要求,所述 。
2.根据权利要求1所述的一种热化学非平衡多级气体模型自适应方法,其特征在于在S1-S4中的阈值比较式分别为压力、离解度、温度和电离度判据,它们的数学表达形式为: , , , , 其中: 表示时间迭代步序号, 表示流场特征区域的控制体单元序号, 为压强, 表示混合气体主要离解组分, 为质量分数, 为振动温度, 为混合气体电离度, 为计算残差值。